DE2748224A1

DE2748224A1 - Plattenwaermetauscher

Info

Publication number: DE2748224A1
Application number: DE19772748224
Authority: DE
Inventors: Kaj Axel Rissler
Original assignee: Alfa Laval AB
Current assignee: Alfa Laval AB
Priority date: 1976-10-29
Filing date: 1977-10-27
Publication date: 1978-05-11
Also published as: FR2369529A1; GB1558575A; IT1086913B; SE7612047L; SE402485B; CA1078372A; JPS5355545A; FR2369529B1

Description

' Plattenwärmetauscher

Die vorliegende Erfindung betrifft Plattenwärmetauscher zum Wärmetausch zwischen Medien, von denen wenigstens eines durch einen Einlaßkanal und einen Auslaßkanal des Wärmetauschers hindurchströmt, ohne seinen Aggregatzustand beim Hindurchtreten durch den Wärmetauscher zu ändern, wobei die Kanäle aus Löchern in den Platten des Wärmetauschers gebildet sind.

Ein Problem bei Plattenwärmetauschern dieser Art besteht darin, daß die. Einlaß- und Auslaßkanäle einen verhältnismäßig großen Strömungswiderstand für die Wärmetauschermedien darstellen. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diesen Strömungswiderstand zu verringern.

Gemäß der Erfindung hat es sich in überraschender Weise gezeigt, daß diese Aufgabe bei Platten eines Wärmetauschers in der Weise gelöst werden kann, daß der Auslaßkanal für wenigstens das eine Medium wesentlich weiter gemacht wird als der Einlaßkanal für das gleiche Medium.

Im Vergleich mit einem bekannten Wärmetauscher, bei dem die Einlaß- und Auslaßkanäle im wesentlichen die gleichen Querschnittsflächen zeigen, hat es sich durch die erfindungsgemäOe Neuverteilung der Querschnittsflächen der Einlaß- und Auslaßkanäle bei einem gleichgebliebenen Gesamtquerschnitt

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der zwei Kanäle und bei einer unveränderten Größe der Wärmetauscherflächen der Platten gezeigt, daß das Druckgefälle über den Wärmetauscher um bis zu 25 % abnimmt, ohne daß die Wärmetauschereigenschaften des Wärmetauschers im wesentlichen geändert werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform zeigen der Elnlaßkanal und der Auslaßkanal Querschnitteflächen, die über die Länge der jeweiligen Kanäle im wesentlichen konstant sind. Hierdurch erhalten sämtliche Wärmetauscherplatten Einlaßlöcher von gleicher Größe und Auslaßlöcher von gleicher Größe, was bei der Herstellung der Wärmetauscherplatten von Vorteil ist.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Auslaßkanal in wenigstens zwei Kanäle aufgeteilt. Hierdurch wird es möglich, die Wärmetauscherplatten mit Löchern zu versehen, die die gleiche Größe haben, was bei der Herstellung der Wärmetauscherplatten von Vorteil sein kann.

Die US-PS 3 117 624 zeigt einen Plattenwärmetauscher, der scheinbar die Erfindung vorwegnimmt. Der bekannte Wärmetauscher zeigt nämlich Wärmetauscherplatten mit Auslaßlöchem, die größer sind als die Einjaßlöcher. Dieser Größenunterschied bei den Löchern ist jedoch durch die Tatsache bedingt, daß das Medium verdampft werden soll, d.h. seinen Aggregatszustand zwischen den Wärmetauscherplatten ändern soll, wobei das Medium selbstverständlich größere Kanäle zur Strömung im verdampften Zustand benötigt als im flüssigen Zustand.

Die Erfindung wird im Nachfolgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten

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Zeichnungen näher beschrieben in denen Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Plattenwärmetauscher bekannten

Aufbaus zeigt,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Plattenwärmetauscher nach der

Erfindung zeigt, und zwar längs H-II in Fig. 3, Fig. 3 einen Plattenwärmetauscher in einer Ansicht längs Linie IH-III

der Fig. 2 zeigt,
Fig. 4 das Druckgefälle in dem Wärmetauscher in Abhängigkeit von dem

Verhältnis zwischen den Querschnittsflächen des AuslaOkanals

und des Einlaßkanals zeigt,
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Wärmetauscherplatten zeigt,

und
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der Wärmetauscherplatten mit 6

Löchern zeigt.

In Fig. 1 ist ein Plattenwärmetauscher bekannten Aufbaus gezeigt. Es weist eine Anzahl von Wärmetauscherplatten 1 auf, die zwischen zwei Endelementen 2 bzw. 3 angeordnet sind und die eine Anzahl von ersten Wärmetauscherkanälen 4 und eine Anzahl von zweiten Wärmetauscherkanälen 5 begrenzen, wobei die Kanäle 4 von einem ersten Medium und die Kanäle 5 von einem zweiten Medium durchflossen werden und Wärme zwischen den beiden Medien durch die Platten 1 hindurch ausgetauscht wird. Das erste Medium wird durch eine EinlaOleitung 6 in den Wärmetauscher eingeführt und wird dann auf die verschiedenen Wärmetauscherkanäle 4 durch einen EinlaOkanal 7 verteilt, der durch die Einlaßlöcher 8 in den Platten gebildet wird und der auf seiner Län-

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ge eine im wesentlichen konstante Querschnittefläche besitzt. Wenn das erste Medium durch die Kanäle 4 hindurchgetreten ist, wird es in einem AuslaOkanal 9 gesammelt, der durch Auslaßlöcher 10 in den Platten ausgebildet wird und der über seine Länge im wesentlichen eine konstante Querschnittsfläche aufweist, wonach das erste Medium den Wärmetauscher durch eine Auslaßleitung 11 verläßt. Das zweite Medium fließt in analoger Weise durch eine Einlaßleltung, einen Einlaßkanal, die Wärmetauscherkanäle 5, einen Auslaßkanal und eine Auslaßleitung, wobei hiervon nur die Kanäle 5 In der Fig. 1 gezeigt sind. Die Bezugszeichen 12 weisen auf Dichtungen hin, die in einer bekannten Weise zwischen den Ratten angeordnet sind, um die Medien zwischen den verschiedenen Wärmetauscherkanälen zu verteilen und zu vermeiden, daß die Medien aus dem Wärmetauscher austreten.

Bei diesem bekannten Wärmetauscher, bei dem das Medium nicht seinen Aggregatszustand während des Hindurchtritts durch den Wärmetauscher ändern soll, also beispielsweise im flüssigen Zustand verbleiben soll, zeigt der Einlaßkanal 7 die gleiche Querschnittsflache wie der AuelaÖkanal 9.

Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, gibt man erf indungsgemäß dem Auslaßkanal 9a und damit Jedem Auslaßloch 10a eine Querschnittsflache, die wesentlich größer ist als die Querschnittsfläche des Elnlaßkanals 7a und damit eines jeden Einlaßloches 8a, wobei gleichzeitig die Summe der Querschnittsflächen des

Einlaßkanals 7a und des Auslaßkanals 9a im wesentlichen konstant gehalten

airwird. Hierdurch wird das Druckgefälle dee Mediums abnehmen, wenn es durch den Wärmetauscher strömt, während die Wärmetauscherfläche der Platten 1 beibehalten wird.

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Die Fig. 4 zeigt, wie das Druckgefälle & ρ variieren kann, wenn das Verhältnis A„/A, verändert wird. Δ ρ nimmt um etwa 25 % ab, wenn A~/A, um etwa 1,8 zunimmt. Bei A^/Aj = 2,8 hat Δ ρ wieder auf den gleichen Wert zugenommen wie bei /KJfK, = 1.. A₂ ist die Querschnittsfläche des Auelaßkanales 9a und A. ist die Querschnittsfläche des Einlaßkanals 7a. Für das Diagramm in der Fig. 4 gilt außerdem die Vorschrift, daß A, + Ao = C ist, wobei C eine Konstante und die Strömung des Mediums durch den Wärmetauscher unverändert ist.

Die Platten des Wärmetauschers können verschiedene Formen haben. Fig. 5 zeigt eine Anordnung, bei der ein erster Medienstrom 13 Wärme mit einem zweiten Mediumstrom 14 über Platten 1 ausgetauscht, deren Auslaßlöcher 10a jeweils für die beiden Medien gleiche Größe haben und wesentlich größer sind als die Einlaßlöcher 8a, die jeweils wiederum für die beiden Medien die gleiche Größe haben. Die Wärmetauscherkanäle zwischen den Platten sind seitlich durch die Dichtungen 12 in einer an sich bekannten Weise begrenzt.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 6 ist jede Platte 1 mit 6 Löchern versehen, die jeweils von gleicher Größe sind. Ein größerer Auslaßkanal als Einlaßkanal wird hierbei in der Weise erhalten, daß zwei Löcher 10a infolge der Dichtungen 12 als Auslaßlöcher dienen und ein Loch 8a als Einlaßloch für jedes Medium vorgesehen ist. In dieser AusfUhrungsform erhält die Querschnittsfläche des Auslaßkanals, der somit aus zwei Kanälen besteht, eine Größe, die der doppelten Größe der Querschnittsfläche des Einlaßkanals entspricht, welcher aus nur einem Kanal besteht.

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In den Fig. 2, 3, 5 und 6 sind Anordnungen von Einlaß- und Auslaßlöchern gezeigt, die verringerte Druckgefälle für die beiden Wärmetaüschermedien einschließen. Ohne von dem eigentlichen Erfindungsgedanken abzuweichen, können natürlich die Löcher für nur eines der Medien gemäß der Erfindung ausgestaltet sein. Beispielsweise könnten die Löcher für das zweite Medium in einer an sich bekannten Weise wesentlich größer sein als die Auslaßlöcher für das zweite Medium, d.h. biespielsweiee falls dieses zweite Medium in den Wärmetauscher in einem dampfförmigen Zustand eintritt, kondensiert und dann den Wärmetauscher in einem flüssigen Zustand verläßt.

Bei bekannten Wärmetauschern (Fig. 1) werden oft ein besonderes Verbindungsstück 15 am Einlaß des Wärmetauschers und ein besonders Verbindungsstück 16 am Auslaß des Wärmetauschers benötigt. Der Zweck dieser Verbindungsstücke 15 und 16 besteht darin, einen glatten übergang zwischen den Einlaß- und Auelaßleitungen 6 bzw. 11, die gewöhnlich für eine Strömungsgeschwindigkeit von 2 bis 4 m pro Sekunde ausgelegt sind, und den Anschlüssen des Wärmetauschers vorzusehen, die gewöhnlich für eine höhere Strömungsgeschwindigkeit ausgelegt sind, nämlich 5 bis 8 m pro Sekunde. Durch die Erfindung wird der Auslaßkanal des Wärmetauschers besser an den Durchmesser der Auslaßleitung angepaßt und man kann hierdurch aufgrund der Erfindung in vielen Fällen ein besonders Verbindungsstück zwischen der Leitung 11 und dem Wärmetauscher einsparen, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.

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Leerseite

Claims

ALFA - LAVAL AB, Postfack, S-147 00 Tumba (Schweden)

Patentansprüche

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I!.Plattenwärmetauscher zum Wärmeaustausch zwischen Medien, von denen

wenigstens eines durch einen EinlaOkanal und einen AuslaOkanal des Wärmetauschers hindurctotrömt, ohne seinen Aggregatzustand beim Hindurchtreten durch den Wärmetauscher zu ändern, wobei die Kanäle aus Löchern in den Platten des Wärmetauschers gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der AuslaOkanal (9a) für das eine Medium wesentlich weiter ist als der EinlaOkanal (7a) für das gleiche Medium.
2. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der EinlaOkanal (7a) und der AuslaOkanal (9a) über ihre jeweilige Länge im wesentlichen konstante Querschnittsflächen (Ai bzw. A2) besitzen.
3. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßkanal in mindestens zwei Kanüle (Fig. 6) aufgeteilt ist.

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ORIGINAL INSPECTED