DE2309743A1 - Plattenwaermeaustauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmeaustauscher, dessen Platten zwischen der Wärmeaustauschf'läche 7 und der Einströmöffnung 1 für ein Wärmeaustauschmedium eine Verteilungsfläche 6 mit Rillen 22 haben, die zwischen der Einströmöffnung 1 und der Wärmeaustauschfläche 7 verlaufen und zwischen nebeneinander verlaufenden Rippen 21 begrenzt sind, von denen eine sich längs einer Seite der Verteilungsfläche 6 erstreckende Rippe 21a, 21b eine Seitenwand einer außerhalb der Verteilungsfläche liegenden Dichtungsnut bildet, wobei diese Seitenwand in die Bodenfläche 27 der Dichtungsnut längs einer kontinuierlichen Linie übergeht, so daß eine in der Nut liegende Dichtung 9 eine kontinuierliche Abstützung von der Rippe 21a, 21b enthält, wobei die Rippen 21, 23 und die Rillen 22, 2k so in den verschiedenen Platten angeordnet sind, daß die Rippen einer

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Platte die von den Rillen auf der entgegengesetzten Seite einer angrenzenden Platte gebildeten Rippen kreuzen und gegen diese Rippen stoßen, ohne jedoch so weit zu verlaufen, daß sie die Bodenfläche 27 der Dichtungsnut dieser Platte abstützen.

Zwei nebeneinander angeordnete Platten in einem Plattenwärmeaustauscher dieser Art sind in Fig. 1 der Zeichnung gezeigt. Jede dieser mit A bzw. B bezeichneten Platten hat vier öffnungen 1 - k bzw. 11-14 und eine Dichtung 5 bzw. 15, die sich in einer Nut befindet, welche sich längs des Umfangs der Platte außerhalb der genannten Öffnungen erstreckt. Der Wärmeübertragungsteil jeder Platte ist in drei Felder 6-8 bzw. 16 18 geteilt, von denen das Mittelfeld 7 bzw. 17 die eigentliche Wärmeaustauschfläche der Platte bildet, an welcher der Hauptteil der Wärmeübertragung zwischen den zwfei Medien erfolgt. Es ist beabsichtigt, daß die Platte A mit ihrer Rückseite die Vorderseite der Platte B berührt.

Auf der Vorderseite der Platte A soll ein Wärmeaustauschmedium von der öffnung 1 zu der öffnung 3 strömen, während auf der Vorderseite der Platte B (Rückseite der Platte A) ein anderes VMrmeauetauechmedium von der öffnung 14 zu der öffnung 12 (von der Öffnung h zu der öffnung 2) oder in umgekehrter Rich tung strömen soll. Auf der Vorderseite der Platte A sind die öffnungen 2 und k von den Wärmeübertragungsteil der Platte

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mittels Dichtungen 9 bzw. 10 getrennt, und auf der Vorderseite der Platte B sind die öffnungen 11 und 13 von dem Wärmeübertragungsteil dieser Platte mittels Dichtungen 19 bzw. 20 getrennt.

In Fig. 2 ist eine mit mehr Einzelheiten versehene Ansicht der Verteilungsflächen 6 und 16 der Platten A bzw. B gezeigt. In der Verfeilungsflache 6 der Platte A sind nebeneinander verlaufende Hippen 21 ausgebildet, zwischen denen Rillen 22 ausgebildet sind. Durch diese Rillen, die breiter als die Rippen sind, soll durch die Öffnung 1 eintretendes Wärmeaustauschmedium über die gesamte Breite der eigentlichen Wärmeaustauschfläche 7 der Platte verteilt werden. In der Verteilungsfläche 16 der Platte B sind entsprechende Rippen 23 und Rillen 2k ausge·» bildet. Diese erstrecken sich derart, daß sie einen Winkel mit den Rippen 21 und den Rillen 22 der Platte A bilden. Daher kreuzen die Rippen 23 der Platte B die auf der Rückseite der Platte A von den Rillen 22 gebildeten Rippen und stoßen gegen diese.

tyier über den Rippen 21 an ihren der Öffnung 1 am nächsten gelegenen Enden hat die Platte A einen ebenen Teil 25. Dieser soll in Dichtungseingriff gegen die Dichtung 19 der Platte B anliegen, wenn die Platten A und B zusammengefügt sind. Ein gleichartiger ebener Teil 26 findet sich an der Platte B an den der Öffnung 12 nächstgelegenen Enden der Rippen 23·

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- if -

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt längs der Linie III-III der Fig. 1 durch die Platten A und B und eine weitere Platte C, die in der gleichen Art wie die Platte B ausgebildet ist. In dieser Figur sind im Querschnitt zu ei Hippen 21 und 21a der Platte A und eine zwischen diesen Hippen gebildete Rille 22 dargestellt. Die Rippe 21a bildet eine Seitenwand der zuvor erwähnten Nut, in der sich die Dichtung 9 befindet. Die Bodenfläche dieser Nut ist mit 2? bezeichnet. Die unterhalb der Platte A liegende Platte B hat eine der zuvor erwähnten Hippen 23t welche die Unterseite der Rille 2?. der Platte a kreuzen und gegen diese stoßen. Die Kippe 23 endet, wie ersichtlich ist, an dem zuvor erwähnten ebenen Teil 26 der Platte B. Ein entsprechender ebener Teil 2ö der Platte G stößt in abdichtender Weise gegen die obere öeite der Dich tung 9.

Ein durch die öffnung 1 der Platte A eintretendes Wärmeaustauschmedium (Fig. 1) strömt durch die Rillen 22 in dem Zwischenraum ewischend|den Platten A und C (Fig. 3), d.h. senkrecht zu der Zeichnungsebene der Fig. 3· Zwischen den Platten A und B strömt das andere Wärmeauetauschmedium parallel zu den Hippen 23 der Platte B, wie durch die Pfeile 29 in Fig. 3 angegeben ist.

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Wenn ein PlattenvKraeaustauecher, der Platten der beschriebe-

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nen Art aufweist, zusammengefügt wird, werden die Platten so gegeneinander gepreßt, daß die Dichtungen zusammengedrückt werden und ein Dichtungsdruck entsteht, wobei Wärmeaustausch mit den Wärmeaustauschmedien bei überatmosphärischem Druck ermöglicht wird. Bei diesem Zusammenklemmen der Platten legt sich die Dichtung, die sich längs des Umfangs jeder Platte erstreckt, entsprechend der Dichtung 5 oder 15 in Fig. 1, abdichtend gegen dia Bodenfläche der Nut der angrenzenden Platte, in v/elcher Nut sich die entsprechende Dichtung dieser Platte befindet, und stützt gleichzeitig die genannte Bodenfläche der Nut ab. Eine entsprechende Abstützung wird jedoch nicht für die Bodenflächen der Nuten erhalten, in denen die Plattendichtungen angeordnet sind, die der Dichtung 9 oder 19 entsprechen. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die dahinter befindliche Platte keine Dichtung in diesem Bereich hat. Dies ist erforderlich, um zu ermöglichen, daß das Wärmeaustauschmedium in diesen Plattenzwischenraum strömt (vgl. die Pfeile 29).

Infolge der fehlenden Abstützung der Bodenflächen dieser Dichtungsnuten biegen sich die Platten in diesen Bereichen durch, falls sie mit einer zu großen Kraft gegeneinander gepreßt werden. Dies ist durch die gestrichelte Linie 30 in Fig. 3 veranschaulicht. Als Ergebnis zeigt sich, daß die betrachteten Dichtungen, d.h. die Dichtungen 9_f 10 und 19, 20

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in Fig. 1, weniger als die anderen Dichtungen, d.h. die Dichtungen 5 bzw. 15, am Umfang der Platten zusammengepreßt; werden und infolgedessen nicht imstande sind, gegen einen so hohen überatmosphärischen Druck der Wärmeaustauschmedien wie die letztgenannten abzudichten.

Zur Lösung dieses Problems war man bisher gezwungen, an Platten dieser Art längs den ebenen Teilen 25, 26 und 2Ö Stützelemente, beispielsweise in Form von gewellten Streifen, anzuschweißen, welche, wenn die Platten zusammengedrückt sind, die Bodenflächen der Dichtungsnuten in den benachbarten Platten abstützen, ohne die Strömung des Wärmeaustauschmediums in den Plattenzwischenräumen, wo sie sich befinden, wesentlich zu behindern. Die Verwendung solcher Abstützelemente bedeutet jedoch eine Komplizierung bei der KHerstellung von Wärmeaustauschplatten. An den Abstützelementen können sich Taschen bilden, die in hygienischer Beziehung unerwünscht sind. Außerdem können sich feste Bestandteile in dem Wärmeaustauschinedium, «rie Fremdstoffe, Fasern usw., an den Abstützelementen ablagern und Hindernisse für den Wärmeaustauschmediumsfluß bilden.

Erfindungsgemäß wird eine neue Lösung für das Problem der mangelnden Abstützung für bestimmte Teile der Platten in einem Plattenwärmeaustauscher der oben beschriebenen Art vorgeschlagen.

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Die Lösung besteht in dem Merkmal, jede Platte in den den betrachteten Dichtungsnuten am nächsten liegenden Bereichen in einer solcnen Weise auszubilden, daß die Notwendigkeit einer Abstützung der oben genannten Art für die Bodenflächen dieser Nuten wesentlich vermindert wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die in der Verteilungsfläche jeder Platte befindliche Kippe, welche die Seitenwand der betrachteten Dichtungsnut bildet, mit Aussparungen versehen ist, die auf ihrer von der Dichtungsnut weggedrehten Seite so ausgebildet sind, daß die Bodenfläche der Rille in der Verteilungsfläche, die dieser Rippe am nächsten liegt, Er weiterungen in Richtung der Dichtungsnut an den Stellen erhält, an denen sie von den Rippen der angrenzenden Platte abge stützt wird, wobei diese Rippen so ausgebildet sind, daß sie eich zu diesen Erweiterungen der Rillenbodenfläche erstrecken. Durch diese Gestaltung der Platten stützen diese einander enger an den genannten Dichtungnuten als vorher ab. Weiterhin erhält die Hippe, welche die Seitenwand der Dichtungsnut bildet, quer zu der Dichtungenut gerichtete Wandteile, die ausgerichtet zu den Abstützpunkten angeordnet sind, die zwischen den zwei gegeneinander stoßenden Platten in dem fraglichen Bereich liegen. Diese zw»i Tatsachen bewirken, daß die Platten viel starrer in Querrichtung zu der Dichtungsnut sind und daß sich die Festigkeit der Platten gerade an diesen

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Stellen, an denen die Platten einander in diesem Bereich abstützen, zunimmt. Eine Durchbiegung der in Fig. 3 gestrichelt dargestellten Art kann auf diese Weise bei im vorliegenden Fall auftretenden Klemmdrücken wesentlich verringert wenden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der .Erfindung ist die Rippe, welche die Seitenwand der Dichtungsnut bildet, schmaler und niedriger gegenüber den Stellen, an denen die nächste Rille verläuft. Hierdurch wird der Randteil der betrachteten Rippe, der quer zu der Dichtungsnut gerichtet ist, vergrößert. Vorzugsweise die unteren Teile der Rippe haben die gleiche Erstreckung in der Längsrichtung der Rippe wie die erweiterten Teile der genannten Rille. Zwischen den erweiterten Teilen der Rille kann diese flachere Teile mit einer solchen Erstrekkung haben, daß die tiefen Teile der Rille nur von Nuten gebildet werden, die quer durch die Rille in deren Bodenfläche verlaufen.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Es eeigen:

Fig. 1, wie zuvor erwähnt, zwei Wärmeaustauschplatten der betrachteten Art;

Fig. 2 Teile dieser Platten im einzelnen; Fig. 3 Einen Querschnitt längs der Linie III-III der Fig. 1;

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Fig. k eine Ansicht eines Teiles einer erfindungsgemäß ausgebildeten Platte;

Fig. 5 einen Querschnitt von drei Platten dieser Art längs der Linie V-V der Fig. *f;

Fig. 6 eine der Fig. h ähnliche Ansicht einer Platte, die gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist;

Fig. 7 eine Ansicht einer Platte, die gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist; und

Fig. 8 einen Schnitt der Platte längs der Linie VIII-VIII der Fig. 7.

Die in Fig. 2 dargestellte Platte A hat parallele Rippen 21 und dazwischen ausgebildete Rillen 22, die sich von der öffnung 1 zu dem mittleren Teil der Platte erstrecken. Die der Dichtung 9 am nächsten gelegene Rippe bildet eine -Seitenwand der Nut für diese Dichtung. Dies ist aus Fig. J> ersichtlich, in der diese Rippe mit 21a bezeichnet ist.

In den zuvor bekannten Platten dieser Art verläuft die Seitenfläche der von der Dichtung 9 weggedrehten Rippe 21a ohne Unterbrechung entlang der Rippe. In einer erfindungsgemäß ausgebildeten Platte ist dies jedoch nicht der Fall. Dies ist aus Fig. k ersichtlich, die eine Ansicht einee Teiles einer solchen Platte ist. Die Bodenfläche der Nut für die

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Dichtung 9 ist hier wie in Fig. 3 mit 27 bezeichnet. Die die Seitenwand der Dichtungsnut bildende Rippe, die hier mit 21b bezeichnet ist, geht in die Bodenfläche 27 der Dichtungsnut längs einer kontinuierlichen Linie über, wodurch die Rippe eine kontinuierliche Abstützung einer in der Dichtungsnut befindlichen Dichtung längs ihrer Gesamtlänge gibt. Auf der anderen Seite geht die Rippe 21b in eine Rille in der Ver teilungsfläche der Platte über. Diese Rille ist in Fig. k mit 22a bezeichnet. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß die Rippe 21b mehrere schmalere Teile 30 in ihrer Längserstreckung hat. Die Rille 22a wird hierdurch an diesen Stellen in Rich tung der Dichtungenut erweitert. Diese Erweiterungen sind in Fig. k mit 31 bezeichnet.

In Fig. k zeigen gestrichelte Linien die Erweiterung der Rippen 23a einer angrenzenden Platte an, welche die Unterseite der Rille 22a kreuzen und an diese anstoßen. Es ist er sichtlich, daß diese mit 23a bezeichneten Rippen die Rille 22 an denjenigen Stellen kreuzen, an denen diese mit Erweite rungen 31 versehen ist. Die Rippen 23a erstrecken sich weit genug, um die Bodenfläche.der Rille 22a auch an diesen Erweiterungen abzustützen.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch drei Platten, die er findungsgemäß ausgebildet ist. Der Querschnitt verläuft längs

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der Linie V-V der Fig. ^f, d.h. durch einen der schmalen Teile 30 der Hippe 21o und eine Erweiterung 31 der Rille 22a.

In Fig. 3» welche gemäß dem Stand der Technik ausgebildete Platten zeigt, ist ein Abstand S zwischen dem Punkt, an dem die Bodenfläche 27 der Dichtungsnut in die Rippe 21a übergeht und dem der Dichtungsnut am nächsten befindlichen Punkt markiert, an dem die auf der anderen Seite der Rippe 21a befindliche Rille 22 an ihrer Unterseite von den Rippen 23 der benachbarten Platte abgestützt wird. In Fig. 5» die erfindungsgemäß ausgebildetenPlatten zeigt, ist der entsprechende Abstand mit L bezeichnet. Es ist ersichtlich, daß der Abstand L wesentlich kleiner als der Abstand S ist. Dies bedeutet, daß eine erfindungsgemäß ausgebildete Platte von der angrenzenden Platte in dem Bereich der Dichtung 9 besser abgestützt wird als eine nach dem Stand der Technik ausgebildete Platte.

Aus Fig. k und 5 ist weiterhin ersichtlich, daß die Rippe 21b an ihren schmalen Teilen J>Q auch niedriger als an den anderen Teilen ihrer Länge ist, Infolge dieser besonderen Form der Rippe bekommen Teile ihrer Wände eine Verlängerung im wesentlichen quer zu der Längsrichtung der Rippe. Diese Teile der Rippenwände, die in der Zeichnung mit 32 bezeichnet sind, machen die Platte steif gegen Durchbiegung in der Richtung quer zu der Rippe. .

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In Fig. 6 ist eine andere Ausführungsform der Hippe 21b ge zeigt, welche die Seitenwand der Dichtungsnut bildet. Jeder der schmaleren Teile 30 der Rippe 21b hat hier eine solche Länge, daß er über zwei der kreuzenden Rippen 23a der angrenzenden Platte hinaus verläuft.

Fig. 7 zeigt eine Platte, an der die der Dichtungsnut am nächsten gelegene Kippe 21b dieselbe Form wie die Rippe 21b in Fig. k hat, während die sich neben der Rippe erstreckende Rille 22a flachere Teile 33 zwischen den Stellen hat, an denen ihre Bodenfläche von den Rippen 23a der benachbarten Platte abgestützt wird.

Fig. 8 zeigt einen Schnitt längs der Linie VIII-VIIl der Fig. 7· Es ist ersichtlich, daß die in Fig..5 gezeigte Fläche 32 in dieser Ausführungsform der Platte eine Erweiterung 3^ erhalten hat, die sich quer über die Gesamtbreite der Rille 22a erstreckt. Dank der von den Flächen 32 und 3 ^ zusammen gebildeten Fläche wird eine Platte dieser Ausführungsform be sonders steif gegen Durchbiegung in der Querrichtung zu der Dichtungsnut.

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Claims (5)

1. 23097A3

   Alfa-Laval AB

   Patentansprüche

   Π . i'lattenwärmeaustauscher, dessen Platten zwischen der Wärmeaustauschfläche und der Einströmöffnung für ein Wärme- ^ustauschmedium eine Verteilungsfläche mit Rillen haben, die . .ischen der Einströmöffnung und der Wärmeauatauschflache verlaufen und zwischen nebeneinander verlaufenden Rippen begrenzt sind, von denen eine sich längs einer Seite der Verteilungsfläche erstreckende Rippe eine Seitenwand einer außerhalb der Verteilungsfläche liegenden Dichtungsnut bildet, wobei diese Seitenwand in die Bodenfläche der Dichtungsnut längs einer kontinuierlichen Linie übergeht, so daß eine in der Nut liegende Dichtung eine kontinuierliche Abstützung von der genannten einen Rippe erhält, wobei die Rippen und die Rillen so in den verschiednen Platten angeordnet sind, daß die Rippen einer Platte die von den Rillen auf der entgegengesetzten Seite einer angrenzenden Platte gebildeten Hippen kreuzen und gegen diese Rippen stoßen, ohne jedoch so weit zu verlaufen, daß sie die Bodenfläche der Dichtungsnut dieser Platte abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe (21b), welche die Seitenwand der Dichtungsnut bildet, mit AuEspa^rungen versehen ist, die auf ihrer von der Dichtungsnut weggedrehten Seite so ausgebildet sind, daß die Bodenfläche der

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   Rille (22a) in der Verteilungsfläche (6), die dieser Rippe
   am nächsten liegt, Erweiterungen (31) in Richtung der Dichtungsnut an den Stellen erhält, an denen sie von den Rippen (23a) der angrenzenden Platte abgestützt wird, wobei diese
   Rippen so ausgebildet sind, daß sie sich zu diesen Erweiterungen (31) der Bodenfläche der Rille (22a) erstrecken.
2. 2. Plattenwärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rille (22a), die an bestimmten Stellen erweitert ist, flachere Teile (33) zwischen diesen Stellen hat.
3. 3· Plattenwärmeaustauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die tieferen Teile der Rille Nuten bilden, die sich in Querrichtung der Rille erstrecken.
4. 4. Plattenwärmeaustauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe (21b), welche die Seitenwand der Dichtungsnut bildet, niedriger gegenüber den Stellen ist, an denen sich die nächstgelegene Rille erstreckt.
5. 5. Plattenwärmeaustauscher nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Teile (30) der Rippe (21b) die
   gleiche Krstreckung in der Längsrichtung der Rippe wie die
   erweiterten Teile (3I) der nächstgelegenen Rille (22a) haben.

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