DE1911471A1

DE1911471A1 - Plattenwaermeaustauscher

Info

Publication number: DE1911471A1
Application number: DE19691911471
Authority: DE
Inventors: Skoog Malte Anker; Stadmark Nils Hagert Goete
Original assignee: Alfa Laval AB
Current assignee: Alfa Laval AB
Priority date: 1968-03-12
Filing date: 1969-03-06
Publication date: 1970-04-23
Also published as: DE1911471B2; NL6903652A; FR2003687B1; DK141346C; DE1967060A1; SE321492B; GB1211065A; FR2003687A1; JPS4833663B1; BE729443A; SU409444A3; DE1967060B2; CH502570A; DK141346B; AT317269B

Description

A 1148

Patentanwälte

Dr.-lng. HANS RUSCHKE

DipL-lng. HEINZ AGULAR =- . _1f:

8 München 80. Pienzenauerstr 2 - ' ALFA - LAVAL AB

Tumba / Schweden

Plattenwärmeaustausciier

Die Erfindung betrifft Wärmeaustauscher von der Bauart mit einer Anzahl Wärmeaustauschplatten, welche in einem Rahmen zusammengehalten werden, zwischen welchen Platten durch Randdichtungen abgedichtete Zwischenräume für den Durchfluß von zwei Wärmeaustauschmedien gebildet werden. Im besonderen ist die Erfindung auf Piattemiärmeaustauscher von der Art gerichtet, bei welcher die Wärmeaustauschflächen der Platten mit Rippen versehen sind, welche in den erwähnten Zwischenräumen einander kreuzen und aneinander anliegen, um in diesen Bereiche zu schaffen, in welchen die durchströmenden Medien einer starken Verwirbelung ausgesetzt werden.

Gegenwärtig gibt es auf dem Markt für verschiedene Wärmeaustausch-Aufgaben eine grosse Zahl von Wärmeaustauschplatten, welche voneinander hinsichtlich der Gestaltung der vorerwähnten Verwirbelungsrippen in den Wärmeaustauschflächen abweichen. Jede Art von Wärmeaustauschplatten hat eine bestimmte thermische Länge, worunter die thermische Charakteristik eines Zwischenraums zwischen zwei benachbarten

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Platten bei einem bestimmten Durchfluß durch diesen zu verstehen ist. I)a Werkzeuge für die Herstellung von Wärme aus *- tauschplatten sehr teuer sind, muß jeder Plattenhersteller seine Auswahl an Platten streng beschränken, was in der ^L Praxis bedeutet, daß sehr oft Wärmeaustauschaufgaben nicht in der wirtschaftlichsten V/eise gelöst werden können. Wenn beispielsweise für ein bestimmtes Wärmeaustauschproblem ein Plattenwärmeaustauscher gewählt wird, der eine bestimmte Zahl von Platten von der für die jeweilige Aufgabe geeignetsten Art besitzt, kann es geschehen, daß eine Endtemperatur für das eine Wärmeaustauschmedium erzielt wird, die etwas niedriger als die gewünschte Temperatur ist. Die Verwendung einer weiteren Wärmeaustauschplatte würde dazu führen, daß die Endtemperatur höher als die gewünschte Temperatur ist. Nach einem bekannten Verfahren ist es möglich, genau die gewünschte Endtemperatur eines Mediums dadurch zu erreichen, daß man das Medium durch Plattenzwischenräume von verschiedener Breite in dem gleichen Wärmeaustauscher hindurchtreten läßt. Dieses Verfahren ist jedoch teuer, da es •besondere Anordnungen für die Dichtungen und Abstandsstücke in denjenigen Plattenzwischenräumen erfordert, welche von den für die jeweiligen Platten normalen Zwischenräumen abweichen.

Um die Notwendigkeit teuerer Anordnungen dieser Art beim ^ Lösen einer bestimmten V/ärme aus t aus chauf gäbe zu vermeiden, für welche Aufgabe die verfügbaren Arten von Platten nicht zufriedenstellend sind, wenn herkömmliche Zusammenbauverfahren angewendet werden, wird erfindungsgemäß; ein Plattenwärmeaustauscher vorgeschlagen, bei dem zumindest ein Zwischenraum dutch Platten gebildet wird, die von verschieb ' denen Arten hinsichtlich eines oder mehrerer der Merkmale der Verwirbelungsrippen sind, nämlich hinsichtlich ihrer Zahl, ihrer Lage, ihrer Erstreckung und ihrer Richtung mit bezug auf eine bestimmte Linie in der Ebene der Platten. Durch die Bildung mit Hilfe solcher Platten von Zwischenräu-

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men oder Kanälen für die Wärmeaustauschmedien, bei welchen eine geeignete Zahl von Punkten vorhanden sin'd, an welchen Rippen einander kreuzen und aneinander anliegen, eine geeignete gegenseitige Lage dieser Punkte erhalten wird oder Rippen in Anlage aneinander sich mit einem geeigneten Winkel (Winkeln) kreuzen, ist es möglich, für eine gewünschte Verwirbelung der durchströmenden Wärmeaustauschmedien Sorge zu tragen und dadurch eine gegebene Wärmeaustauschaufgabe genau und in der wirtschaftlichsten Weise zu lösen. Bs besteht daher keine Notwendigkeit, auf das Erfordernis zu verzichten, daß die gewöhnlichen Verwirbelungsrippen in den Wärmeaustauschflächen der Platten als Abstützpunkte in allen Plattenzwisohenräumen einander kreuzen und aneinander anliegen.

Die stärkste in einem Plattenzwischenraum erzielte Verwirbelungswirkung hat der Winkel, bei welchem die aneinander anliegenden Rippen einander kreuzen. Die meisten Veränderungsmöglichkeiten sind daher erzielbar, wenn die Platten im er-' findungsgemüssen Plattenwärmeaustauscher Rippen haben, die so geformt sind, daß die Rippen in einem zwischen zwei Platten von verschiedenen Arten gebildeten Zwischenraum einander mit einem Winkel kreuzen, der von demjenigen abweicht, bei welchem die jeweiligen Rippen sich mit Rippen einer benachbarten Platte in einem Zwischenraum kreuzen würden, welcher zwischen zwei Platten der gleichen Art gebildet wird. Für bestimmte Wärraeaustauschaufgaben kann es zweckmässig sein, daß bei dem ganzen Wärmeaustauscher jede zweite Platte von der einen Art ist, während die anderen Platten von der anderen Art sind.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben und zwar zeigen Fig. 1, 2 und 3 drei verschiedene Arten von Ivärmeaustauschplatten, welche in einem erfindungsgemässen Flattenwärmeaustauscher verwendet werden können.

Alle in der Zeichnung gezeigten Platten haben vier durchge-

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hende Öffnungen 1 und weisen an ihren beiden schmalen. Enden ,. eine Ausnehmung 2 auf, die als Führungen dienen, wenn eine Anzahl Platten zu einem Paket in einem Plattenwärmeaustauscher' rahmen zusammengebaut werden soll. Die Platten tragen ferner Randdichtungen, zusammen mit welchen sie abgedichtete Kanäle zwischen sich für den Durchfluß von Wärmeaustauschmedien begrenzen. Diese Dichtungen sind in den Zeichnungen nicht gezeigt.

Wie aus der Zeichnung ferner ersichtlich ist, weichen die drei Platten voneinander hinsichtlich der gezeigten parallelen Linie 3 in der Wärmeaustauschfläche der jeweiligen Platte ab, welche Linien den Verlauf der Verwirbelungsrippen der Platten darstellen. Diese Rippen sollen einander kreuzen und aneinander als Abstützpunkte zwischen den Platten anliegen, wenn die letzteren in einen Rahmen eingebaut sind. Die in Fig. 1 dargestellte Platte weicht von der Platte nach Fig. hinsichtlich der Zwischenräume zwischen den Scheiteln der sich nebeneinander erstreckenden Rippen ab und von der Plat» te nach Fig. 3 hinsichtlich des Winkels, mit welchem sich die Rippen beispielsweise mit bezug auf die langen Seiten der Platten erstrecken. Die Platte nach Fig. 2 weicht von der Platte nach Fig. 3 in den beiden genannten Merkmalen ab.

Wenn zwei Platten nach Fig. i so zusammengebaut werden, daß sie einander überdecken, wobei eine derselben um 180° in ihrer eigenen Ebene mit bezug auf die andere gedreht ist, wird zwischen den Platten ein Kanal mit bestimmten thermischen Eigenschaften erhalten· Wenn zwei Platten nach Fig. oder zwei Platten nach Fig. 3 in der entsprechenden Weise zusammengebaut werden, werden Kanäle von anderen thermischen Eigenschaften erzielt. Weitere Kanäle mit verschiedenen thermischen Eigenschaften lassen sich durch ihr Kombinieren von zwei Platten von verschiedenen Arten erzielen.

Wenn ein Plattenwärmeaustauscher für eine bestimmte Wärme-

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austausrhaufgabe zusammengebaut werden soll, werden er-. findungsgemäß Platten der einen Art mit Platten der anderen Art gemischt. Das Mischen von drei verschiedenen Arten von Platten in dem gleichen Plattenwärmeaustauscher dürfte nicht notwendig sein, da die Kombinationsmöglichkeiten bereits mit zwei Arten von Platten groß sind. Im besonderen ergibt eine Kombination von Platten nach Fig. 3 mit Platten nach Fig. 1 (oder mit Platten nach Fig. 2) eine grosse Zahl von Kombinationsmöglichkeiten, da diese Platten in mehr als einer Weise zusammengebaut werden können. Infolge des Umstandes, daß die Rippen der einen Art von Platten einen anderen Winkel mit den langen Seiten der Platten als die Rippen der anderen Art von Platten bilden, kreuzen die Rippen einander in den Zwischenräumen zwischen den Platten unabhängig davon, in welcher gegenseitigen Lage die verschiedenen Platten im Plattenpaket zusammengebracht werden.

Innerhalb des Rahmens der Erfindung können die verschiedenen Platten voneinander auch hinsichtlich der Höhe der Vemrbelungsrippen abweichen. Vorzugsweise haben jedoch die Rippen aller Platten die gleiche Höhe, damit die Nuten für die Dichtungen in allen Platten gleichmässig hergestellt werden können. Dies bedeutet, daß die Werkzeugelemente zur Bildung der Rippen austauschbar sein können, während die komplizierteren Werkzeugelemente zur Bildung der Nuten in den Platten für die Dichtungen und der Teile um die Öffnungen 1 herum für alle Arten von Platten gemeinsam sein können.

In der Zeichnung ist nur eine kleine Anzahl verschiedener Arten von Platten gezeigt. Innerhalb des Rahmens der Erfindung können jedoch mehrere andere Arten von Platten in einem erfindungsgemässen Plattenwärmeaustauscher verwendet werden,

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

1./Wärmeaustauscher mit einer Anzahl von Wärmeaustauschplatten, die in einem Rahmen zusammengebaut sind, zwischen welchen Platten mit Hilfe von Randdichtungen abgedichtete Zwischenräume oder Kanäle für den Durchfluß von zwei Wärmeaustauschmedien gebildet werden, wobei die Wärmeaustauschflächen der Platten mit Rippen versehen sind, die in den Kanälen zwischen den Platten einander kreuzen und aneinander anliegen, um in diesen Bereiche zu bilden, in welchen die durchströmenden Medien einer starken Verwirbelung unterzogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kanal durch Platten gebildet wird, die von verschiedenen Arten hinsichtlich eines oder mehrere der Merkmale der Verwirbelungsrippen sind, nämlich hinsichtlich ihrer Zahl, ihrer Lage, ihrer Erstreckung und ihrer Richtung mit bezug auf eine bestimmte Linie in der Ebene der Platten*

Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem zwischen zwei Platten von verschiedenen Arten gebildeten Kanal Rippen einander mit einem Winkel kreuzen und aneinander anliegen, der Von dem Winkel abweicht, mit welchem die jeweiligen Rippen sich mit den Rippen einer benachbarten Platte in einen Kanal' kreuzen würden, welcher zwischen zwei Platten der gleichen Art gebildet wird. .

3, Wärmeaustauscher nach den vorangehenden Ansprüchen, bei

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welchem die Rippen jeder der Wärmeaustauschplatten gleiche Winkel bilden und so angeordnet sind, daß die Halbierenden dieser Winkel zusammenfallen, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Winkel in der einen Platte grosser als in der anderen sind.

4· Wärmeaustauscher nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Räume zwischen den Scheiteln der nebeneinander befindlichen, sich parallel er-• streckenden Rippen in der einen Platte grosser als in einer anderen sind.

5· Wärmeaustauscher nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen in der einen Platte höher als in der anderen sind.

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L e e r s e i t e