DE2736510A1

DE2736510A1 - Waermeaustauscher

Info

Publication number: DE2736510A1
Application number: DE19772736510
Authority: DE
Inventors: Norio Nakazato; Norihide Saho; Hiroshi Syogenzi; Sachihiro Yoshimatsu
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1976-08-16
Filing date: 1977-08-12
Publication date: 1978-02-23
Also published as: FR2362355A1; JPS5322645A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf Wärmetauscher und betrifft insbesondere einen Wärmetauscher der Plattenbauart, bei der mehrere l/ärmeübertragungsplatten vorhanden sind.

In der US-PS 3 291 206 ist ein Wärmetauscher der Plattenbauart beschrieben, bei dem gewellte Wärmeübertragungsplatten so zu einem Stapel vereinigt sind, daß die Rückenabschnitte einander benachbarter V/ärmeübertragungsplatten in Berührung miteinander stehen, so daß einander zugewandte Tröge vorhanden sind, die Kanäle bilden, durch welche Fluide hindurchgeleitet werden können, die sich bezüglich ihrer Temperatur und ihres Drucks unterscheiden, so daß zwischen den Fluidcn ein Wärmeaustausch stattfindet. Hierbei werden Wärmeübertragungsplatten verwendet, die zusammenhängende dreieckige Wellungen bzw. Rippen aufweisen, durch die Kanäle mit einem rautenförmigen Querschnitt abgegrenzt werden. Ferner werden in der genannten US-PS andere Formen von Wellungen bei den Wärmeübertragungsplatten vorgeschlagen, z.B. trapezförmige Rippen, die Kanäle von sechseckigem Querschnitt bilden, sowie sinusförmige Wellungen zum Abgrenzen von Kanälen mit einem im wesentlichen kreisrunden Querschnitt. Jedoch erfüllen diese bekannten ','ärmetauscher der Plattenbauart die zu stellenden Anforderungen insofern nicht, als es unmöglich ist, die

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gewünschte Wärmeübertragungsfläche zu erhalten und die erforderliche Festigkeit der Konstruktion zu erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Wärmetauscher der Plattenbauart zu schaffen, der hohen Prüfbeanspruchungen standhält und eine große Wärmeübertragungsflache aufv/eist.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch die Schaffung eines Wärmetauschers gelöst, zu dem mehrere zu einem Stapel vereinigte Wärmeübertragungsplatten gehören, über deren voneinander obgewandte Flächen .jeweils verschiedene Fluide hinwecrströmen, um durch die Wärmeaustauschplatten hindurch einen Wärmeaustausch zwischen den Fluiden herbeizuführen; hierbei weist jede Värmeübertragungsplatte voneinander abgewandte ebene Endabschnitte und einen dazwischen angeordneten mittleren Abschnitt auf; der mittlere Abschnitt weist mehrere durchlaufende, sich in der Längsrichtung erstreckende V.'ellunge η auf, die gegenüber der Platte abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen nach außen ragen, so daß sie miteinander abwechselnde, sich in der Längsrichtung erstreckende Rückenabschnitte und Tröge bilden; die Wärnieübertragungsplatten sind so zu einem Stapel vereinigt, daß die Rückenabschnitte einander benachbarter Platten in Berührung miteinander stehen, um Kanäle abzugrenzen, die jeweils durch zwei einander zugewandte Tröge gebildet werden; jeder der Rückenabschnitte und der Tröge der Wärmeübertragungsplatten hat eine halbrunde Querschnittsform, um die Wärmeübertragungsfläche und die Belastbarkeit der Wärmeübertragungsplatten zu steigern.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die Draufsicht eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers;

Fig. 2 den Schnitt H-II in Fig. 1;

Fig. 3 den Schnitt IH-III in Fig. 2;

Fig. 4 den Schnitt IV-IV in Fig. 3;

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Fig. 5 eine Ansicht einer Wärmeübertragungsplatte des Wärmetauschers nach Fig. 1 bis 4;

Fig. 6 eine Seitenansicht und Fig. 7 eine Stirnansicht der Wärmeübertragungsplatte nach Fig. 5;

Fig. 8 ein Modell eines der Strömungskanäle eines erfindunfjsgemäßen Wärmetauschers;

Fig. 9 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines Teils einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

P'ig« 10 einen vergrößerten Teilschnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 11 die Draufsicht einer weiteren Ausführungsform eines Wärmetauschers nach der Erfindung;

Fig. 12 eine Seitenansicht der Ausführungsform nach Fig. 11; Fig. 13 den Schnitt XIII-XIII in Fig. 11; Fig. 14 den Schnitt XIV-XIV in Fig. 12;

Fig. 15 eine Stirnansicht einer der Wärmeübertragungsplatten der Ausführungsform nach Fig. 11 bis 14;

Fig. 16 eine Seitenansicht der Wärmeübertragungsplatte nach Fig. 15;

Fig. 17 eine Stirnansicht einer weiteren bei der Ausführungsform nach Fig. 11 bis 14 verwendbaren Wärmeübertragungsplatte; und

Fig. 18 eine Seitenansicht der Wärmeübertragungsplatte nach Fig. 17.

Zu dem in Fig. 1 bis 4 dargestellten Wärmetauscher gehört ein Gehäuse 7 mit Seitenwänden 1 und 2, einer oberen Wand 3, einem Boden 4, einer Vorderwand 5 und einer Rückwand 6, in dem mehrere Värmeübertragungsplatten 8 zu einem Stapel ver-

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einigt so angeordnet sind, daß sie sich parallel zu der Vorderv/and 5 und der Rückwand 6 erstrecken.

Jede Värmeübertragungsplatte 8 weist gemäß Fig. 5 bis 7 im wesentlichen ebene, voneinander abgewandte Endabschnitte 9 und 10 sowie einen damit zusammenhängenden Mittelabschnitt 11 auf. Der Mittelabschnitt 11 ist mit mehreren durchlaufenden Wellungen 12 versehen, die in die flachen Endabschnitte 9 und 10 übergehen.

Gemäß Fig. 7 gehören zu den Teilungen 12 jeder der Wärmeübertragungsplatten 8 einen halbrunden Querschnitt aufweisende, sich in der Längsrichtung erstreckende Rückenabschnitte 13, die gegenüber der Mittelebene der Platte abwechselnd in der einen oder anderen Richtung nach außen ragen, sowie einen halbrunden Cuerschnitt aufweisende, in der Längsrichtung verlaufende Tröge 14, die durch die Innenflächen der Rückenabschnitte 3 3 gebildet werden, wobei sich die Rückenabschnitte und die Tröge in der Längsrichtung erstrecken und mit den Endabschnitten 9 und 10 zusammenhängend ausgebildet sind.

Mehrere der beschriebenen V.'ärmeübertragungsplatten 8 sind gemäß Fig. 3 so zu einem Stapel vereinigt, daß die Rückenabschnitte 13 einander benachbarter Platten in Berührung miteinander stehen, um mehrere Strömungskanäle 15 zu bilden, die sich aus einander zugewandten Trögen 14 zusammensetzen, welche auf beiden Seiten jeder Wärmeübertragungsplatte vorhanden sind.

Die in der beschriebenen Weise zu einem Stapel vereinigten Wärmeübertragungsplatten 8 sind in dem Gehäuse 7 angeordnet, und ihre Ränder sind mit abdichtender Wirkung, z.B. durch Verschweißen, mit den Seitenwänden 1 und 2, der oberen Wand 3 und dem Boden 4 verbunden. Somit sind auf den voneinander abgewandten Seiten der Wärmeübertragungsplatten 8 gemäß Fig. 3 jeweils Kanäle A bzw. B vorhanden, die für zwei verschiedene Fluide bestimmt sind und nicht in Verbindung miteinander stehen.

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Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 7 sind die Kanäle A für ein Fluid von hoher Temperatur bestimmt, das unter hohem Druck steht, während die Kanäle B zum Fortleiten eines Fluides von niedriger Temperatur bei niedrigem Druck dienen.

Das unter hoher Temperatur und hohem Druck stehende Fluid wird von einem Verteilerbehälter 16 aus, der gemäß Fig. 2 nahe dem unteren Ende der Seitenwand 1 des Gehäuses 7 angeordnet ist, über einen Einlaß 17 und Räume 18, die durch die ebenen Endabschnitte 10 abgegrenzt werden, den Kanälen A zugeführt, wie es in Fig. 2 mit voll ausgezogenen Pfeilen angedeutet ist, um danach über Räume 19, die durch die entgegengesetzten ebenen Endabschnitte 9 abgegrenzt werden, sowie über einen Auslaß 20 an einen Sammelbehälter 21 abgegeben zu werden.

Das Fluid mit der niedrigen Temperatur, das auch unter einem niedrigen Druck steht, wird von einem Verteilerbehälter 22 aus, der dem oberen Ende der Seitenwand 2 des Gehäuses 7 benachbart ist, über einen Einlaß 23 und Räume 24 zugeführt, die durch die flachen Endabschnitte 9 abgegrenzt werden, so daß es entsprechend den gestrichelten Pfeilen zu den Kanälen B gelangt, um dann über Räume 25, die durch die ebenen Endabschnitte 10 abgegrenzt werden, sowie über einen Auslaß 26 am unteren Ende der Seitenwand 2 an einen Sammelbehälter 27 abgegeben zu werden. Somit arbeitet der Wärmetauscher nach Fig. 1 bis 7 nach dem Gegenstromprinzip. Natürlich ist es möglich, die Ein- und Auslässe für eines der Fluide miteinander zu vertauschen, wenn der Wärmetauscher nach dem Parallelstromprinzip betrieben werden soll.

Gemäß Fig. 3 ist der Fluiddruck an der Berührungsstelle zwischen in senkrechter Fluchtung miteinander stehenden Kanälen A für das heißere und unter höherem Druck stehende Fluid, z.B. in den Kanälen A, die einander an dem Punkt X senkrecht benachbart sind, höher als in den Strömungskanälen, d\e dem Punkt X in waagerechter Richtung benachbart sind, so daß die an dem Punkt X in senkrechter Richtung angreifenden Kräfte

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einander entgegengesetzt sind und sich ausgleichen, wodurch eine senkrechte Verlagerung des Punktes X verhindert wird. Entsprechend sind auch die Fluiddrücke in den Strömungskanälen, die dem Punkt X in waagerechter Richtung benachbart sind, . gleich hoch, so daß keine waagerechte Verlagerung des Punktes X herbeigeführt wird.

Der Druck des heißeren Fluides, das unter dem hohen Druck steht, welcher an der Berührungsstelle zwischen einander benachbarten Kanälen B für das woniger heiße und unter einem niedrigeren Druck stehende Fluid wirksam ist, z.B. an dem Punkt Y nach Fig. 3, ist bestrebt, die l/ärneübertragungsplr-tten 8 in senkrechter Richtung durchzubiegen, welche dem Punkt Y in senkrechter Richtung benachbart sind und die Kanäle B für das unter niedriger Temperatur und niedrigem Druck stehende Fluid in der Nähe des Punktes Y abgrenzen, und die Dicke der gewellten Värmeübortragungsplatten 8 ist so gewählt, daß die Platten diesem äußeren Druck einwandfrei standhalten. Jedoch wird keine waagerechte Verlagerung des Punktes Y herbeigeführt, da die an diesem Punkt in waagerechter Richtung angreifenden Kräfte im Gleichgewicht miteinander stehen.

Außerdem befinden sich das heißere, unter einem hohen Druck stehende Fluid und das weniger heiße, unter einem niedrigen Druck stehende Fluid in den betreffenden Strömungskanälen 15 in einem im rechten Winkel zur Längsachse des Wärmetauschers verlaufenden Schnitt im gleichen Zustand, und sie strömen in der gleichen Richtung, so daß sich ein gleichmäßiger Wärmeaustausch herbeiführen läßt und daß kein Druckunterschied zwischen benachbarten Strömungskanälen ein und desselben Fluides hervorgerufen wird.

Im folgenden wird auf den äquivalenten Durchmesser eines der Strömungskanälc 15 zwischen den Wärmeübertragungsplatten 8 näher eingegangen. Fig. 8 zeigt ein Modell eines Strömungskanals zwischen benachbarten gewellten V/ärmeübertragungsplntten 8, die zu einem Stapel vereinigt sind. Die Länge L des benetzten Umfnnrjs des Ströinunr-skanals ergibt sich aus der

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nachstehenden Gleichung:

L = 2FD.

Somit ist die Länge L der äußeren Umfangslänge zweier runder Rohre gleichwertig, die jeweils den Durchmesser D haben. Ferner läßt sich die Cuerschnittsfläche S des Strömungskanals v/ie folgt ausdrucken:

'2

- 2D²

Somit läßt sich der gleichwertige Durchmesser D wie folgt ausdrücken:

D_e - 4 χ f

- 1,3D

Somit ist ersichtlich, daß zwar die Länge des benetzten Umfangs und damit auch der Värmeübertragungsfläche der Umfangslänge zweier Kreise mit dem Durchmesser D gleichwertig ist, daß jedoch der äquivalente Durchmesser D , durch den der Reibungswiderstand gegenüber dem Fluidstroni erheblich beeinflußt wird, um etwa 30% größer ist als der Durchmesser D der runden Rohre und daß daher der Reibungswiderstand des Kanals geringer ist als derjenige der Rohre. Hierbei handelt es sich um eine der durch die Erfindung herbeigeführten Wirkungen, die darauf zurückzuführen ist, daß der Strömungskanal einem Raum entspricht, der durch Außenflächenabschnitte von vier runden Rohren mit dem Durchmesser D abgegrenzt wird, wenn die Rohre nahe beieinander angeordnet sind. Da ferner die Strömungskanäle so ausgebildet sind, daß keine Umkehrung der Strömungsrichtung erfolgt, läßt sich die Erfindung bei Wärmetauschern beliebiger Art anwenden, d.h. bei Gas-Gas- Wärmetauschern, Plüssigkeits-Flüssigkeits-Värmetauschern und bei solchen, bei denen beide Teile von einem zweiphasigen Fluid durchströmt werden.

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Der erfindungsgemäße Wärmetauscher nach Fig. 1 bis 7, der einen sehr hohen Wirkungsgrad bei kleinen Abmessungen hat, wird im folgenden mit Wärmetauschern bekannter Art verglichen.

Die jeweils auszutauschende Wärmemenge ergibt sich aus der nachstehenden Gleichung:

Q = UxAx ΔΤ

Hierin bezeichnet U den Gesamtv'ärmeübertragungskoeffizienton in (kcal/m".h. C), A die Wärmeübertragungsfläche in m"" und Δ T die Temperaturdifferenz in C. Zum Vergleich werden als Wärmetauscher bekannter Art solche mit geraden Rohren von rundem Querschnitt und Wärmetauscher der Platten- und Rippenbauart herangezogen. Bei diesem Vergleich bleiben die Wärmemenge 0 und die Tempera turdi ff ere nz AT unverändert. Die Abmessungen der Värmeübertragungsplatten sind so gewählt, daß bei dem Wärmetauscher mit geraden Rohren der Außendurchmesser der Rohre 12 mm und ihre Wandstärke 1,0 mm beträgt, während bei dem Wärmetauscher der Platten- und Rippenbauart die Platten eine Dicke von 1,2 mm haben, v/obei die Abstände zwischen den Platten 6,35 mm betragen, wobei die Rippen eine Dicke von 0,26 mm haben und wobei zwischen den die Rippen bildenden Wellungen Abstände von 2,8 mm vorhanden sind.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 7 haben die Wellungen 12 der Wärmeübertragungsplatten 8 einen Durchmesser D von 3,5 mm, und die Dicke der Platten beträgt 0,3 mm. Der Vergleich wurde in der Weise durchgeführt, daß als das unter hohem Druck stehende heißere Fluid der gesättigte Dampf von flüssigem Stickstoff unter einem Druck von 5,5 bar und als das unter dem niedrigen Druck stehende weniger heiße Fluid flüssiger Sauerstoff unter einem Druck von 1,5 bar verwendet wurde. Die nachstehende Tabelle enthält die Gesamtwärmeübertragungskoeffizienten U der verschiedenen Wärmetauscher, die Länge Ls des benetzten U:afangs' je Einheit der Cuerschnittsfläche der Wärmetauscher sowie die ausgetauschten Wärmemengen V/v in Beziehung zur Wandstärke der Wärmetauscherrohre

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bzw. der Dicke der Rippen der Wärmeübertragungsplatten, wobei die Wärmemengen als Verhältniszahlen angegeben sind, bei denen die durch einen Wärmetauscher mit geraden Rohren ausgetauschte Wärmemenge mit 1 bezeichnet ist; die Angaben in der Tabelle beruhen auf durch die Anmelderin durchgeführten Versuchen.

„ ..„ _. , . . Gemäß Gerade Platten mit Große Einheit Erfindung Rohre Rippen

U kcal/m² h °C 17OvO 1700 500 Ls mm/mm² 0,37 1,13 0,55 Wv 2,86 1,0 1,43

Aus dor vorstehenden Tabelle ist ersichtlich, daß der erfindungsgemäße Wärmetauscher im Vergleich zu den beiden bekannton Tvärmetauscherbauarten kleine Abmessungen aufweist.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die sich von derjenigen nach Fig. 1 bis 7 dadurch unterscheidet, daß beim Vereinigen der gewellten Wärmeübertragungsplatten 8 zu einem Stapel langgestreckte, zur Erzeugung von Turbulenz dienende Platten 30 mit einer im wesentlichen gleich großen Teilung zwischen den die Wellungen 12 aufweisenden, einander gegenüberliegenden Mittelabschnitten 11 so angeordnet werden, daß sie sich im rechten Winkel zur Strömungsrichtung des Fluides erstrecken. Jede der Platten 30 veist Ansätze 31 auf, die sich parallel zu den Wellungen erstrecken, und deren Querabstände den Querabständen der Wellungen entsprechen. Bei dieser Anordnung werden in den Kanälen 15 zwischen den Wärmeübertragungsplatten 8 turbulente Strömungen erzeugt, und hierdurch wird der Wirkungsgrad der Wärmeübertragung veiter gesteigert.

Ferner kommen die Platten 30 als \^rerstärkungen zur Wirkung, um z.B. einen seitlichen Verzug der einander gegenüberliegenden Väimeübertragungsplatten 3 zu verhindern.

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Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Rückenabschnitte 13 der Wellungen 12 der Mittelabschnitte 11 an ihrem Scheitel jeweils mit einer ebenen Fläche 32 versehen sind, so daß sich eine größere Berührungsfläche zwischen einander benachbarten Rückenabschnitten 13 ergibt, um eine stabile Berührung herbeizuführen, wenn die V.'ärmeübertragungsplatten zu einem Stapel vereinigt werden.

Gemäß Fig. 15 bis 18 weisen die dort dargestellten Wärmeübertragungsplatten 36 und 40 jeweils ebene, einander zugewandte Endabschnitte 33, 34 bzw. 37, 38 sowie diese miteinander verbindende Hittoiabschnitte 11Λ bzw. HB auf. Zu den Mittelabschnitten ΠΛ und HB gehören seitliche Randabschnitte bzw. 39, die in Fluchtung mit den Endabschnitten 33, 34 bzw. 37, 38 stehen, sowie Wellungen 12A bzw. 12B₁ bei denen Rükkenabschnitte 13Λ bzw. 13B mit Trögen 1.4Λ bzw. 14B abwechseln, wobei die Rückenabschnitte und die Tröge jeweils eine halbrunde Querschnittsform haben. Es sei bemerkt, daß die Wellungen 12Λ und 12B jeweils nur gegenüber einer Seite der Endabschnitte 33, 34, 37 und 38 vorspringen und daß die inneren Rückenabschnitte 41 so gestaltet sind, daß sie in Berührung mit einer Ebene stehen, welche die Flächen der Endabschnitte 33, 34, 37 und 33 auf der von den Wellungen 12A und 12B abgewandten Seite enthält.

Die Wärmeübertragungsplatte 40 unterscheidet sich von der Wärmeübertragungsplatte 36 dadurch, daß der Mittelabschnitt HB der Platte 40 relativ lang ist, während die Endabschnittc 37 und 38 nur eine kleine Länge haben. Außerdem ist die Anzahl der Teilungen lf?B der Wärmeübertragungsplatte 40 nach Fig. 17 um eine Einheit kleiner als die Anzahl der Wellungen 12A der Platte 36 nach Fig. 15, und daher haben die seitlichen Randabschnitte 39 eine größere Breite als die Randabschnitte 35.

Bei der in Fif». 1.1 bis 14 dargestellten Aus führungs form sind die Värmeübertragungsplatten 36 und 40 so zu einem Stapel

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vereinigt, daß die Rückenabschnitte 13A und 13B in Berührung mit den ihnen zugewandten Rückenabschnitten 41 stehen, um Strömungskanäle auf entgegengesetzten Seiten der Platten 36 und 40 abzugrenzen. Die Strömungskanäle sind im wesentlichen ebenso ausgebildet wie diejenigen der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 7, so daß sich eine nähere Erläuterung erübrigen dürfte; jedoch sei bemerkt, daß die voneinander abgewandten Endabschnitte der Wellungen 12B der Uärmeübertragungsplatten 40 in Berührung mit den ebenen Endabschnitten 33 und 34 der »v'ärmeübertrngungsplatten 36 stehen.

Die seitlichen ttandnbschnitte Γ.5 und 39 sowie die oberen und unteren Enden der zu einem Stapel vereinigten V/ärmeübertragungspla.tten 36 und 40 sind z.B. durch Verschweißen mit den Seltenvänden 42, 43, der oberen V.'and 45, dem Boden 46, den Vorderwänden 44, 47 und den Rückwänden 48, 49 verbunden, wobei diese Wände im Vergleich zu den Värmeübertragungsplatten 36 und 40 eine relativ große Dicke haben.

Das heißere, unter dem hohen Druck stehende Fluid wird von Einlassen 50 (Fig. 12) aus den Strömungskanälen über Räume 52 (Fig. 13) zugeführt, die durch die ebenen Endabschnitte 33 der Wärmeübertragungsplatten 36, die Seitenwand 43, die Stirnwand 45 und die Wellungen 12B der V/ärmeübertragungsplatten 40 abgegrenzt werden, um dann Auslässen 51 über Räume 53 zugeführt zu werden, die durch die anderen Endabschnitte 34, die Seitenwand 43, die Stirnwand 46 und die Wellungen 12B der l/ärmeaustauschplatten 40 abgegrenzt werden.

Das weniger heiße, unter einem niedrigen Druck stehende Fluid wird vom unteren Teil des Wärmetauschers aus über Räume 54 zugeführt, die durch die ebenen Endabschnitte 34 der Wärmeübertragungsplntten 36 und die Wellungon 12B der Wärmeübertragungsplatten 40 abgegrenzt werden, um dann nach oben über die Ströraungskanäle an Räume 55 abgegeben zu werden, die durch die anderen Endabschnitte 33 der Wärmeübertragungsplatten 36 und die Teilungen 12ß der Wärmeübertragungsplatten abgegrenzt werden.

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Bei der Ausführungsform nach Fig. 11 bis 14 werden die Räume 52 und 53 für das heißere, unter hohen Druck stehende Fluid durch die dicke Weitem/and 43, die Uellungen 12B der Wärmeübertragungsplatten 40 und vier Wände abgegrenzt, die auf ihrer Rückseite durch letztere abgestützt werden, so daß eine hohe Druckfestigkeit gewährleistet ist. Es ist auch möglich, die Wärmeübertragungsplatten 36 und 40 mit Wellungen 12A bzw. 12B zu versehen, die in den gleichen Querabständen verteilt sind, und eine der Platten in seitlicher Richtung um eine der halben Teilung entsprechende Strecke zu verschieben.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist durch die Erfindung ein V/ärmetauscher der Plattenbauart geschaffen worden, bei dem die Wärmeübertragungsplatten mit Wellungen in Form einer Folge von Halbkreisen versehen sind, so daß sich eine große Wärmeübertragungsfläche ergibt und ein hoher Wirkungsgrad der Wärmeübertragung erzielt werden kann. Ferner ist der äquivalente Durchmesser der Strömungskanäle zwischen den Wärmeübertragungsplatten zum Zuführen des Fluides, bei dem ein Wärmeaustausch durchgeführt werden soll, um etwa das 1,3-fache größer als der Durchmesser der halbrunden Wellungen, wodurch sich der der Strömung entgegenwirkende Reibungswiderstand verringert. Schließlich sind die Wellungen jeweils in Form einer Folge von halbrunden Abschnitten ausgebildet, so daß die Festigkeit der gewellten Wärmeübertragungsplatten gegenüber einem äußeren oder inneren Druck, der auf den Druckunterschied zwischen den beiden Fluiden zurückzuführen ist, höher ist als bei anderen gewellten Platten, bei denen die Wellungen eine andere Querschnittsform haben.

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β e r s β i r e

Claims

PAT Γ N TAN WA LI f-

SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK

MARIAHILFPLATZ 2*3. MCNCHlN 3O 9 7 "3 β 5 1 Q

POSTADRESSE: POSTFACH 91. J. CC, L- 8OO 5 MDNJHEN 9S5 i/VÜV |W

KARL LUDWlä SCHIFF

DIPL. CHEM. DR. ALEXANDER V. FÜNER

DIPL. INS. PETER STREHL

DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPF

DIPL. INO. DIETER EBBINSHAUS

DR. ING. DIETER FINCK

TELEFON (Οββ) Λ β OO Β«

TELEX 8-33 Β65 AURO D

TELEGRAMME AUROMARCPAT MÜNCHEN

HITACHI, LTD. DA-14177 12. August 1977

ANSPRÜCHE

Wärmeaustauscher

l.J Wärmetauscher mit mehreren zu einem Stapel vereinigten Wärmeübertragungsplatten, über deren voneinander abgewandte Flächen verschiedene Fluide hinwegströmen, um durch die V/ärmeübertragungsplatten hindurch einen Wärmeaustausch zwischen den Fluiden herbeizuführen, dadurch gekennzeichnet , daß jede der Wärmeübertragungsplatten (8; 36, 40) voneinander abgewandte ebene Endabschnitte (9, 10; 33, 34 bzw. 37, 38) und einen die Endabschnitte verbindenden Mittelabschnitt (11; HA bzw. HB) aufweist, daß jeder Mittelabschnitt so geformt ist, daß er mehrere durchlaufende, sich in der Längsrichtung erstreckende, miteinander abwechselnde WeIlungeη (12; 12A bzs. 12B) aufweist, so daß miteinander abwechselnde durchlaufende, sich in der Längsrichtung erstreckende Rückenabschnitte (13; 13A bzw. 13B) und Tröge (14; 11Λ bzw. 14B) vorhanden sind, daß die Wärmeübertragungsplatten so zu einem Stapel vereinigt sind, daß die Hüekonabschnitte einander benachbarter Wärmeübertragungsplatten in Berührung miteinander stehen, um Strömungskanäle (15) zu bilden, die aus einander zugewandten Trögen bestehen, und daß die Rückenabschnitte und die Trö^e

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ORIGINAL INSPECTED

der Wärmeübertragungsplatten jeweils eine allgemein halbrunde Querschnittsform haben.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen je zwei benachbarten Wärmeaustauschplatten (8) eine Platte (30) angeordnet ist, um ein turbulentes Strömen des Fluides herbeizuführen, das durch die Kanäle (15) strömt, welche durch die Wellungen (12) der Y.'ärmeübertragungsplatton gebildet werden.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß «im Scheitel jedes Hückenabschnitts (13), der durch eine Wellung (12) des Mittelabschnitts (11) einer Wärmeübertragungsplatte (8) gebildet ist, eine sich in der Längsrichtung erstreckende ebene Fläche (32) ausgebildet ist.
4. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellungen (12) jeder Wärmeübertragungsplatte (8)
gegenüber einer die ebenen Endabschnitte (9, 10) enthaltenden Ebene abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen vorspringen.
5. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellungen (12A bzw. 12B) jeder Wärmeübertragungsplatte (36 bzw. 40) gegenüber nur einer Seite einer die
ebenen Endabschnitte (33, 34 bzw. 37, 38) enthaltenden
Ebene vorspringen.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellungen (12B) einer der einander benachbarten
Wärmeübertragungsplatten (40) länger sind als die Wellungen (12Λ) der betreffenden anderen Wärmeübertragungsplatte (36) und daß jev^ilr·· ein Teil des Rückenabschnitts (13B) einer
längeren Wellung in Berührung mit den ebenen Endabschnitten (33, 34) der benachbarten Wärmeübertragungsplatte (36) steht.

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