DE2831639C2 - Plattenbatterie für Stoff- und Wärmetauscher sowie für Tropfenabscheider - Google Patents
Plattenbatterie für Stoff- und Wärmetauscher sowie für TropfenabscheiderInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Plattenbatlerie für Stoff- und Wärmetauscher sowie für
Tropfenabscheider, — mit einer Mehrzahl von gegeneinandergesetzten, gewellten Platten, deren Wellentäler
sich kreuzende Strömungskanäle bilden, wobei bei benachbarten Platten die Wellenkämme sich berühren
oder mit Spaltabstand gegeneinandergesetzt sind und in den Strömungskanälen Strömungsbeeinflussende Einbauten
vorhanden sind.
Der Kreuzungswinkel der Strömungskanäle kann bei derartigen Plattenbatterien beliebig sein, liegt aber im
allgemeinen im Bereich von 90°. Derartige Plattenbatterien können auch als Füllkörper verwendet werden.
Sie werden von den Medien, die zu behandeln sind, so angeströmt, daß die Strömungskanäle schräg zur
Anströmrichtung verlaufen, die Strömung in der Plattenbatterie also nach Maßgabe der Richtung der
Strömungskanäle eine Auslenkung oder Umlenkung erfährt. Das bedingt die für den Wärme- und/oder
Stoffaustausch erforderliche Durchmischung im Strom der zu behandelnden Medien, Das definiert außerdem
die Prallflächen, an denen die Tropfenabscheidung erfolgt. Die Hauptströmungsrichtung und die Anströmrichtung
können horizontal oder auch vertikal sein. Bei Tropfenabscheidern mit gattungsgemäßen Plattenbatterien
ist sie im allgemeinen horizontal; dann läuft die abgeschiedene Flüssigkeit aus der Plattenbatterie unten
heraus. Offenbar kommt es für den Wirkungsgrad darauf an, bei geringem Strömungswiderstand, d, h. mit
geringen Druckverlusten, eine intensive Durchmischung im Strom der zu behandelnden Medien bzw, eine
möglichst vollständige Abscheidung zu erreichen. Strom * der zu behandelnden Medien bezeichnet dabei auch die
Vielzahl der Teilströme, in die ein auftreffender Strom eines zu behandelnden Mediums nach Maßgabe der
Anzahl der Platten und der Strömungskanäle aufgeteilt wird, per Strom des zu behandelnden Mediums kann
to vor der Plattenbatterie, aber auch in der Plattenbatterie noch eine Behandlung, z. B. durch Beimischung einer
Flüssigkeit o. dgl., erfahren. Als Stoffaustauscher funktionieren
solche Plattenbatterien auch dann, wenn die Platten eine Benetzung durch eine aufgegebene
Flüssigkeit erfahren, die von dem strömenden Medium dampfförmig abgeführt wird. Bei Wärmetauschern kann
es sich um solche für Mischungswärmetausch oder indirekten Wärmetausch handeln. Dann funktionieren
die Platten auch als rekuperative Trennwände.
Bei bekannten gattungsgemäßen Plattenbatterien (DE-OS 17 51 393) sind die strömungsbeeinflussenden
Einbauten oder Ausbildungen Küfswcüungcn, die die
Hauptwellungen kreuzen. Diese Hilfswellungen sollen neben einer Verbesserung der Stabilität der einzelnen
Platten die Querschnitte der Strömungskanäle derart ändern, daß die Strömung ausgeprägten und abrupten
Querschnittsänderungen nicht unterwerfen ist Mit anderen Worten sofi durch die Hilfswellungen eine
Beruhigung der Strömung in den Strömungskanälen erreicht werden. Eine Beeinflussung des Strömungsweges
(läßt sich dadurch nicht erreichen, weil die Störung der Strömung durch die Hilfsweliungen dazu nicht
ausreicht Bei den bekannten Plattenbatterien bilden die zwischen benachbarten Platten sich kreuzenden und
zueinander offenen Strömungskanäle insgesamt ein räumliches Strömungsgitter eigener Art, in dem sich die
Strömung nach Maßgabe des Strömungswiderstandes statistisch verteilt, hauptsächlich aber in Richtung der
Strömungskanäle passiert Das gilt auch, für die in der
■»" Praxis zumeist üblichen Plattenbatte, ien, bei denen in
den Strömungskanälen die strömungsbeeinflussenden Einbauten fehlen. Zumindest der Hauptteil eines zu
behandelnden Mediums oder zu behandelnder Medien strömt in einer solchen Piattenbatterie zweidimensional.
Das über den Querschnitt einer solchen Plattenbatterie aufgetragene Geschwindigkeitsprofil der behandelten
Medien zeigt ein Geschwindigkeitsmaximum im Bereich der Mitte und starken Geschwindigkeitsabfall zu
den Begrenzungswänden der Plattenbatterie hin.
Entsprechendes gilt für die Mengenströme. Der Wirkungsgrad ist daher verbesserungsfähig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gat'ungsgemäßen Plattenbatterie den Wirkungsgrad zu
verbessern und ein möglichst gleichmäßiges Geschwindigkeitsprofil über den Querschnitt einer jioichen
Plattenbatterie zu erzeugen.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, in den Strömungskanälen Querwände anzuordnen, die Wellenkämmen
der jeweils benachbarten Platten, berührend oder mit Spaltabstand, zugeordnet sind, so daß aus
Strömungskanalabschnitten benachbarter Platten gleichsam dreidimensional zickzackförmige Strömungswege gebildet sind. — Bei Plattenbatterien anderer Art
(DE-OS 24 25 26t, DE-OS 23 43 007), die als Wärmetauscher funktionieren und bei denen sich die im
Wärmetauscher stehenden Medien nicht mischen, kennt man Einbauten in den Strömungskanälen, die als
Turbulenzerzeuger dienen und den Zweck haben, den
Wärmeübergang durch Verwirbelung zu verbessern. Diese bekannten Maßnahmen haben die Probleme der
Erfindung nach Aufgabe und Lösung nicht beeinflußt.
Es versteht sich von selbst und liegt in dem Merkmal, daß aus Strömungskanalabschnitten benachbarter Platten
gleichsam dreidimensional zickzackförmige Strömungswege gebildet sind, daß die Querwände nicht so
angeordnet sind, daß die Plattenbatterie insgesamt gleichsam verschlossen ist, (wobei stoßende Querwände
in den Strömuegskanälen benachbarter Platten als u>
Verschluß funktionieren wurden). Um in der beschriebenen Weise gleichsam dreidimensional zickzackförmige
Strömungswege zu bilden, besteht eine Vielzahl von Möglichkeiten für die Anordnung der Querwände. Ihre
Anzahl bestimmt letztenendes den Strömungswider- π stand. Die Höhe der Querwände kann der Tiefe der
Strömungskanäle entsprechen, aber auch kleiner sein. Durch geringe Druckverluste und guten Wirkungsgrad
ausgezeichnet ist eine Ausführungsform, die dadurch gekennzeichet ist, daß die Querwände, bezogen auf die
Wellungen der benachbarten Platte, jedem zweiten Wellenkamm zugeordnet sind. Im allgemeinen wird
man dabei die Anordnung so treffen, uaß die Querwände in den Strömungskanälen benachbarter
Platten nach Maßgabe des Kreuzungswinkels der Strömungskanäle auch winkelförmig aneinander anschließen.
In der konstruktiven Gestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung eine Vielzahl von Möglichkeiten. Im
allgemeinen bestehen bei einer erfindungsgemäßen Plattenbatterie die Platten selbst aus Kunststoff, sie
können durch Tiefziehen geformt sein. Dann kann man auch die Querwände einformen. Ein anderer Vorschlag
der Erfindung geht dahin, die Querwände in die Strömungskanäle nachträglich einzusetzen. Von beson- y,
derem Vorteil ist eine weitere Ausführungsform, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Querwände aus
Wandteilen der Platten bestehen, die an den Strömungskanalseitenwänden
ausgeschnitten oder ausgestanzt und in die Strömungskanalquerschnitte hineingebogen
sind. Dabei Ve1 bleiben dann in den Strömungskanalseitenwänden
die Öffnungen, die durch das Ausstanzen oder Ausschneiden entstanden sind, was praktisch ohne
Erhöhung des Strömungswiderstandes die Durchrnischung, die ein zu behandelndes Medium in einer
solchen Plattenbatterie erfährt, weiter verbessert. — Es versteht sich von selbst, daß die Platten erfindungsgemäßer
Plattenbatterien auch beflust oder zusätzlich, z. B. mit vergleichsweise kleinen Wellungen, profiliert
sein können.
Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei einer erfindungsgemäßen Plattenbatterie die Durchrnischung
bei geringem Strömungswiderstand wesentlich verbessert ist Im Ergebnis wird damit, zunächst für den
Stoff- und Wärmetausch, auch der Wirkungsgrad verbessert. Diese Verbesserung kommt auch darin zum
Ausdruck, daß bei einer erfindungsgemäßen Plattenbatterie das über dem Strömungsquerschnitt insgesamt
aufgetragene Geschwindigkeitsprofil sowie die Mengenströme eines behandelten Mediums praktisch
überall und auch in den Randbereichen annähernd den gleichen Wert aufweisen. Das gilt insbes. für die
Ausführungsform, bei der die Querwände aus Wandteilen der Platten ausgestanzt und in die Strömungskanäle
hineingebogen sind. Bei Verwendung erfindungsgemäßcr
Plattenbatterien in Tropfenabscheidern erreicht man eine beachtliche Verbesserung des Abscheidegrades
bei kleinen Grenztropicn und gutem Wirkungsgrad.
Tatsächlich ist die Zahl der abscheidewirksamen Prallflächen nach Maßgabe der dreidimensional zickzackförmigen
Strömungswege vergrößert.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung
ausführlicher erläutert Es zeigt in schematischer Darstellung
F i g. 1 perspektivisch und aufgebrochen eine erfindungsgemäße
Plattenbatterie,
F i g. 2 in gegenüber der F i g. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab eine einzelne, in die Horizontale
geklappte Platte aus der Plattenbatterie der F i g. 1 mit einer benachbarten Platte, die vertikal aufgestellt
wurde, ausschnittsweise,
F i g. 3 die Plattenausschnitte aus F i g. 1 mit aufeinandergeklappten
Zustand,
Fig.4 entsprechend der horizontal angeordneten
Platten aus dem Gegenstand nach F i g- 2 eine Platte für
eine erfindungsgemäße Plattenbatterie in anderer Ausführungcform.
Die in F : g. 1 dargestellte Plattenbr lerie ist für Stoffoder
Wärmeaustauscher oder auch für Tropfenabscheider
bestimmt. Sie besteht aus einer Mehrzahl von gegeneinandergesetzten Platten 1. Diese sind gleichsam
als Wellplatte mit im Ausführungsbeispiel trapezförmiger Welhing ausgeführt. Die Wellung ist grundsätzlich
beliebig. Sie kann insbes. auch sinusförmig sein. Die Wellentäler 2 bilden stets sich kreuzende Strömungskanäle
3, und zwar derart, daß bei benachbarten Platten 1 die Wellenkämme 4 sich berühren oder mit Spaltabstand
gegeneinandergesetzt sind. Die Strömung eines zu behandelnden Mediums ist beim Eintritt in die
dargestellte Plattenbatterie durch den Pfeil 5 angedeutet worden. Sie wird in der Plattenbatterie in eine
Vielzahl von Teilströmungen zerlegt, welche Teilströmungen sich hinter der Plattenbatterie wieder vereinigen.
In den Strömungskanälen sind Querwände 6 angeordnet. Diese sind Wellenkämmen 4 der jeweils benachbarten
Platte 1 zugeordnet und berühren den zugeordneten WeHenkamm 4 oder bilden mit diesem auch einen
Spakdbstand. Dadurch wird erreicht, daß aus Strömungskanslabschnitten
7 benachbarter Platten 1 in einer erfindungsgemäßen Plattenbatterie gleichsam dreidimensional zickzackförmige Strömungswege gebildetsind.
Um dieses zu erläutern, wird auf die Fig.2 und 3
Bezug genommen. In der Fig.2 ekennt man zunächst eine Platte 1 aus einer erfindungsgemäßen Plattenbatterie,
die eine horizontale Ebene gelegt und ausschnittsweise perspektivisch dargestellt wurde. Man erkennt die
Strömungskanäle 3 und die darin angeordneten Querwände 6. Rechts von dem dargestellten Plattenabschnitt
ist ebenfalls perspektivisch eine Nachbarplatte 1 ausschnittsweise dargestellt worden, jedoch in vertikaler
Stellung. Auch hi<v erkennt man die Ströimrngskanä-Ie
3 und die Querände 6. Um zu der Anordnung zu kommen, die benachbarte Platten 1 in einer erfindungsgemäßen
Plattenbatterie einzunehmen haben, möge die in Fig.2 vertikal dargestellte Platte 1 in Richtung des
eingezeichneten Bogenpfeiles 8 und um die strichpunktierte Linie 9 auf die horizontal liegend dargestellte
Platte 1 geschwenkt und damit auf die horizontale Platte 1 aufgelegt werden. Dann befinden sich beide Platten 1
in diesem Beispiel in horizontaler Lage. Eine solche ist in F i g. 3 dargestellt worden, jedoch aufgebrochen. Durch
den strichpunktierten Pfeil 10 ist einer der dreidimensional zickzackförmiEen Strömungswege verdeutlicht
worden, der aus Strömungskanalabschnitten 7 benachbarter
flatten gebildet ist.
In der Ausführungsfomi nach den F i g. I bis 3 sind die
Querwände in die Ströniungskanäle 3 eingesetzt oder eingel'ormt. F i g. 4 macht deutlich, daß die Querwände 6
auch aus Wandteilen der Platten 1 bestehen können, die an den Strömungskanalseitenwiinden 11 ausgestanzt
und in den Strömungskanalquerschnitt hineingebogen sind. Dann entstehen Ausstanzöffnungen 12, die die
Durchmischung weiter verbessern. Der dreidimensionalen Strömung wird hier noch eine zweidimensionale
überlagert.
Es versteht sich von selbst, daß bei Vereinigung von mehr als zwei Platten 1 zu einer Plattenbatterie
regelmäßig alle Platten — bis auf die Randplatten — auf beiden Seiten in den Strömungskanälen 3 Querwände 6
aufweisen. Das wurde in den F i g. 2 und 4 aus Gründen der Übersichlichkeit nicht dargestellt bzw. nicht
angedeutet.
Wird eine Platienbatterie, wie sie in Fig. 1 dargestellt
ist. zum Beispiel bei einem Tropfenabscheider eingesetzt, so kann sie dort auch als Primärabscheider in
einem Aggregat angeordnet sein, bei dem dem Primärabscheider eine Ablaufzone nachgeschaltet ist.
Die Ablaufzone kann z. B. aus Wellplatten mit einander parallelen Wellungen bestehen. Sie kann von einem
Kontaktteil gefolgt sein, welches wieder gemäß F i g. ! aufgebaut ist.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Plattenbatterie für Stoff- und Wärmetauscher sowie für Tropfenabscheider, — mit einer Mehrzahl
von gegeneinandergesetzten, gewellten Platten, deren Wellentäler sich kreuzende Strömungskanäle
bilden, wobei bei benachbarten Platten die Wellenkämme sich berühren oder mit Spaltabstand
gegeneinandergesetzt sind und in den Strömungskanälen Strömungsbeeinflussende Einbauten vorhanden
sind, dadurch gekennzeichnet, daß in den Strömungskanälen (3) Querwände (6) angeordnet
sind, die Wellenkämmen (4) der jeweils benachbarten Platten (1), berührend oder mit
Spaltabstand, zugeordnet sind, und daß dadurch aus den Strömungskanalabschnitten (7) benachbarter
Platten (1) gleichsam dreidimensional zickzackförmige Strömungswege gebildet sind.
2. Plattenbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwände (6), bezogen auf
die Wellungen der benachbarten Platten, jedem zweiten Weiienkamm (4) zugeordnet sind.
3. Plattenbatterie nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwände
(6) in den Strömungskanälen (3) benachbarter Platten (1) winkelförmig aneinander anschließen.
4. Piattenbatterie nach einem e'er Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwände (6) in die Strömungskanäle (3) eingesetzt oder eingeformt
sind.
5. Piattenbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch geL nnzeichnet, daß die Querwände (6) aus Wandteilen der Platten (1) bestehen, die aus den
Strömungskanalseitenwänden (II) ausgestanzt und in die Strömungskanalquerschnhf?. hineingebogen
sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782831639 DE2831639C2 (de) | 1978-07-19 | 1978-07-19 | Plattenbatterie für Stoff- und Wärmetauscher sowie für Tropfenabscheider |
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DE19782831639 DE2831639C2 (de) | 1978-07-19 | 1978-07-19 | Plattenbatterie für Stoff- und Wärmetauscher sowie für Tropfenabscheider |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2831639A1 DE2831639A1 (de) | 1980-01-31 |
DE2831639C2 true DE2831639C2 (de) | 1982-09-30 |
Family
ID=6044738
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19782831639 Expired DE2831639C2 (de) | 1978-07-19 | 1978-07-19 | Plattenbatterie für Stoff- und Wärmetauscher sowie für Tropfenabscheider |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE2831639C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3910559A1 (de) * | 1989-04-01 | 1990-10-04 | Bayerische Motoren Werke Ag | Oelabscheider mit labyrinthartiger stroemungsfuehrung |
DE202005004859U1 (de) * | 2005-03-26 | 2006-08-03 | 2H Kunststoff Gmbh | Kontaktkörper für einen Verdunstungsbefeuchter oder Stoffaustauscher für die Befeuchtung, Kühlung und/oder Reinigung von Luft |
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SE459826B (sv) * | 1984-10-03 | 1989-08-07 | Munters Ab Carl | Insatskropp av veckade skikt med speciellt utformade kantpartier |
SE9802463D0 (sv) * | 1997-12-22 | 1998-07-08 | Munters Ab | Air treatment unit |
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1978
- 1978-07-19 DE DE19782831639 patent/DE2831639C2/de not_active Expired
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